Cet article présente principalement les connaissances de base de la conception thermique des équipements électroniques, et les concepteurs thermiques doivent être familiarisés avec ces connaissances de base s'ils souhaitent effectuer des analyses thermiques ou devenir un concepteur qualifié de dissipation thermique électronique. Seul le concepteur maîtrisant les connaissances de base de la conduction thermique, selon le mode de fonctionnement des équipements et la quantité de génération de chaleur, peut en concevoir un ou plusieurs adaptés au mode de refroidissement par conduction thermique des sites industriels, pour répondre aux besoins de conduction thermique des équipements des sites industriels.
Mots clés
Mode de transfert de chaleur
équation de conservation de la masse
Méthode de conception et procédure de dissipation thermique du dispositif de chauffage
Refroidissement naturel
Refroidissement par ventilation forcée
Refroidissement liquide direct
Plaque de refroidissement liquide indirect
Contenu de l'article
La deuxième loi de la thermodynamique stipule que la chaleur est toujours spontanée et irréversible, de haute température à basse température, c'est-à-dire que tant qu'il y a une différence de température, la chaleur se transfère spontanément de haute température à basse température, formant un échange de chaleur. Il existe trois modes de transfert de chaleur : conduction, convection et rayonnement. Ils peuvent apparaître seuls ou sous deux ou trois formes à la fois.
La conservation de la masse dans le mouvement d'un fluide signifie que la masse totale de fluide s'écoule à travers un certain espace reste constante, et tout problème d'écoulement doit satisfaire à la loi de conservation de la masse. L'équation de continuité de l'organe de commande est :
La loi de conservation de la quantité de mouvement est l'une des lois de conservation les plus importantes et les plus universelles de la nature. Elle s'applique aussi bien aux objets macroscopiques qu'aux particules microscopiques. Il convient à la fois aux objets en mouvement à basse vitesse et aux objets en mouvement à grande vitesse. Elle s'applique aux systèmes conservateurs et non conservateurs. La loi de conservation de la quantité de mouvement est une loi fondamentale à laquelle tout système en mouvement, y compris tout système en écoulement, doit obéir lorsqu'il n'est pas soumis à des forces extérieures. Cette équation peut être interprétée comme suit : la force résultante agissant sur un fluide dans un corps de contrôle est égale à la quantité cumulée de quantité de mouvement sortant du corps de contrôle par unité de temps moins la quantité de mouvement entrant dans le corps de contrôle par unité de temps plus la quantité de mouvement du fluide dans le corps de contrôle corps par unité de temps. L'équation de quantité de mouvement pour le corps de contrôle est :
La conception de la dissipation thermique et de la conduction est un aspect important de la conception de la fiabilité des équipements. L'équipement électronique tant que l'électricité a de la chaleur, est la source de chaleur, la chaleur générée est égale à la dissipation de puissance. La puissance dissipée (puissance de chauffage) est la base de la conception thermique et peut être déterminée par des calculs expérimentaux et théoriques. En règle générale, augmentez le facteur de sécurité, valeur prudente, appropriée plus élevée. La conception thermique est généralement conçue dans les conditions les plus sévères : la température ambiante la plus élevée et la dissipation thermique maximale. En général, la conception de la dissipation thermique et de la conduction des équipements électroniques doit respecter les aspects et étapes suivants :
（1)Déterminer la zone de dissipation thermique de l'appareil de chauffage, la plage limite de température ambiante du radiateur ou le milieu d'air environnant ;
（2) Déterminez la densité convective et le mode de dissipation de la chaleur ;
（3) Effectuez une analyse des contraintes sur quelques composants de chauffage clés, déterminez leur température et leur consommation d'énergie maximales autorisées, et analysez leur taux de défaillance sous la relation de température ;
（4) Calculez la densité thermique en fonction de la méthode d'installation du dispositif de chauffage et de l'ensemble de l'équipement ;
（5) La température de fonctionnement maximale de la surface est déterminée par la résistance thermique interne de l'appareil ;
（6) Calculez la valeur totale de la barrière thermique entre l'appareil et la surface de dissipation thermique finale ;
(7) Calculez et distribuez la barrière thermique en fonction de la mesure de la génération de chaleur et d'autres facteurs, et évaluez-la pour déterminer le mode de conduction thermique et le mode de refroidissement
Le refroidissement naturel placé est l'action unique de dissipation de chaleur, de convection et de transfert de chaleur par rayonnement ou une combinaison de plus de deux formes de transfert de chaleur, les avantages d'une grande fiabilité et d'un faible coût. Le refroidissement naturel est fortement affecté par l'environnement extérieur, et il existe des obstacles faciles à la conduction thermique dans le chemin de conduction, augmentant la résistance à la conduction thermique, réduisant ainsi la vitesse de conduction du transfert de chaleur de l'air et la dose de débit d'air. Par conséquent, en cas d'interférence de l'environnement extérieur à l'équipement, cette méthode de refroidissement est une méthode de refroidissement relativement simple, efficace et économique. Il ne nécessite pas d'équipement de transfert de liquide de refroidissement tel que des ventilateurs ou des pompes de transfert, et évite les problèmes de fiabilité du système causés par l'usure ou la défaillance des composants de l'équipement. Par conséquent, les méthodes de refroidissement naturel doivent être préférées.
Dans le refroidissement à air forcé, les équipements électroniques intégrés à haute puissance et plus de chaleur ne peuvent pas compter sur l'équipement de refroidissement par vent naturel est plus utilisé, car il a une vitesse de convection plus élevée et un débit plus élevé que l'air dans le refroidissement naturel, et plusieurs autres mode de conduction thermique du mode de refroidissement forcé comparé, ce mode de refroidissement présente les avantages d'une structure simple, d'un faible coût et d'un entretien facile.
Ce que nous appelons le refroidissement liquide direct, c'est que la partie chauffante des composants électroniques de l'équipement est directement en contact avec le liquide de refroidissement pour l'échange de chaleur. Les composants chauffants transfèrent la chaleur générée au liquide de refroidissement, de sorte que la chaleur diminue et que la température du liquide de refroidissement augmente, puis l'excès de chaleur est perdu par le liquide de refroidissement. Cette méthode de refroidissement convient aux équipements à haute densité thermique ou à haute densité d'intégration des composants électroniques. La méthode de refroidissement nécessite des caractéristiques élevées des composants chauffants et du liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement doit répondre aux exigences de point d'ébullition élevé, de non-décomposition, de non-volatilisation et d'autres caractéristiques à la température de fonctionnement des équipements électroniques, et il doit également répondre à l'exigence que le liquide de refroidissement n'affecte pas le fonctionnement de l'équipement.
Le refroidissement liquide indirect, communément appelé refroidissement liquide indirect, fait référence au liquide de refroidissement qui n'est pas en contact direct avec les composants électroniques chauffants, mais à travers la plaque de base de l'équipement externe et d'autres modules intermédiaires des composants chauffants pour contacter la chaleur de génération de chaleur avec le liquide de refroidissement indirect. , liquide de refroidissement après chauffage, puis à travers la surface de la perte de liquide de refroidissement pour atteindre l'objectif de refroidissement indirect. La conception d'un système de refroidissement liquide indirect nécessite principalement un bon chemin de conduction thermique entre la source de chauffage et le milieu intermédiaire pour réduire au maximum la résistance thermique de contact. Dans cette méthode, le liquide de refroidissement n'entre pas directement en contact avec les composants électroniques, ce qui peut réduire la pollution des équipements électroniques, et l'exigence de liquide de refroidissement est supérieure à celle du liquide de refroidissement direct, et la maintenance est simple.
